ОБРАТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2004 года по МПК F16K15/04 

Описание патента на изобретение RU2237212C2

Изобретение относится к области насосостроения, а именно к центробежным скважинным насосным установкам и предназначено для удержания объема жидкости, находящейся в полости насосно-компрессорных труб (НКТ) в период после остановки насоса. Оно может быть также использовано в трубопроводных системах для перекрытия потока от обратного движения жидкости.

Известен обратный клапан центробежного скважинного насоса, содержащий корпус, седло, запорный орган (шар), ограничитель хода, стопорное и уплотнительное кольца (1).

Недостатки устройства:

- неудовлетворительная надежность герметизации полостей НКТ и обсадной колонны при работе с жидкостями, содержащими механические включения. Обусловлено это тем, что плотное прилегание шара к поверхности седла нарушается из-за попадания между ними твердых или волокнистых частиц;

- трудоемкость изготовления ввиду необходимости точной подгонки сопрягающихся поверхностей;

- низкая эффективность работы насосной установки при ее частых остановках из-за ухода жидкости из полости НКТ в полость обсадной колонны.

Известен также обратный клапан, содержащий корпус, седло с посадочным участком из резины, запорный орган, направляющий элемент, прокладку, стопорное и уплотнительное кольца (2).

Недостатки клапана:

- неудовлетворительный срок службы, обусловленный ограниченной нагрузочной способностью уплотнительного участка седла;

- нарушение герметичности устройства при работе с жидкостью, содержащей механические частицы, которые образуют при остановке насоса микрощели между уплотняемыми поверхностями, приводящие к опорожнению полости НКТ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является обратный клапан, включающий корпус, седло с нагрузонесущим и уплотнительным участками, запорный орган, направляющий элемент, эластичную прокладку, стопорное и уплотнительное кольца (3).

Существенными недостатками данной конструкции являются:

- большая вероятность нарушения герметичности устройства вследствие попадания механических частиц на узкий резиновый участок седла и перекоса запорного органа относительно продольной оси корпуса;

- низкая эффективность работы насосной установки при ее частых остановках из-за ухода жидкости из полости НКТ в полость обсадной колонны.

Задачей изобретения является обеспечение надежной герметизации в зоне “седло - запорный орган” после остановки насоса при перекачке жидкости, содержащей механические частицы, и повышение эффективности работы насосной установки.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, включающим корпус, седло с нагрузонесущим и уплотнительным участками, запорный орган, направляющий элемент, эластичную прокладку, стопорное и уплотнительное кольца.

Новым является то, что нагрузонесущий и уплотнительный участки седла, контактирующие с запорным органом, и поверхность запорного органа, контактирующая с упомянутыми участками седла, выполнены по сфере, причем уплотнительный участок седла представляет собой самоуплотняющуюся манжету, верхняя часть которой заострена в сторону движения жидкости и загнута в направлении центра клапана с соблюдением следующих условий:

где D - диаметр сферического участка седла, лежащий в плоскости вершины загнутой части самоуплотняющейся манжеты;

d - диаметр окружности, проходящий по вершине загнутой части самоуплотняющейся манжеты;

L - длина загнутой части самоуплотняющейся манжеты.

На фиг.1 изображен общий вид обратного клапана в продольном разрезе.

На фиг.2 - седло в продольном разрезе в увеличенном масштабе.

На фиг.3 - запорный орган в увеличенном масштабе.

Обратный клапан (фиг.1) состоит из корпуса 1, седла 2, запорного органа 3, направляющего элемента 4, стопорного 5 и уплотнительного 6 колец и эластичной прокладки 7.

Седло 2 (фиг.2) выполнено из двух частей: нагрузонесущей 8 (из металла) и уплотнительной 9 (например, из резины). Их поверхности “В” и “Г”, контактирующие с запорным органом 3, выполнены по сфере. Уплотнительный участок седла представляет собой самоуплотняющуюся манжету, верхняя часть “Д” которой заострена в сторону движения жидкости и изогнута в направлении центра клапана с соблюдением следующих условий:

где D - диаметр сферического участка седла, лежащий в плоскости вершины загнутой части самоуплотняющейся манжеты;

d - диаметр окружности, проходящий по вершине загнутой части самоуплотняющейся манжеты;

L - длина загнутой части самоуплотняющейся манжеты.

Указанные выше величины являются оптимальными и получены расчетным и опытным путем.

Поверхность 10 запорного органа 3 (фиг.3), контактирующая с нагрузонесущим и уплотнительными участками седла, выполнена также по сфере.

Обратный клапан устанавливают в составе НКТ выше центробежного насоса.

Работает устройство следующим образом.

После запуска насосной установки в полости “А” (фиг.1) появляется давление, под воздействием которого между запорным органом 3 и седлом 2 образуется зазор, через который жидкость устремляется в полость “Б”. При этом загнутый во внутрь уплотнительный участок “Д” седла несколько расширяется в диаметре и находится в таком состоянии пока работает насос. После его остановки давление в полости “А” падает, и столб жидкости, находящейся в колонне НКТ, начинает перемещать запорный орган вниз. Одновременно жидкость из полости “Б” перетекает в полость “А” через уменьшающийся зазор между седлом 2 и запорным органом 3. В конечный момент перед посадкой запорного органа на уплотнительный участок 9 загнутая часть “Д” последнего прикасается раньше к поверхности запорного органа, чем остальные его части. В результате острая кромка уплотнительного участка счищает с поверхности запорного органа механические частицы и плотно обхватывает его по периметру, создавая надежную герметизацию в зоне “седло - запорный орган” устройства, что полностью предотвращает переток жидкости из полости НКТ в полость обсадной колонны и сохраняет тем самым столб жидкости на всю глубину скважины. При последующем включении насос сразу начинает подавать жидкость на поверхность, так как объем НКТ полностью заполнен. Результатом этого является резкое повышение эффективности работы насосной установки.

Использованная информация

1. Шаровой клапан - КОШ-73. Проспект Завода “Борец”. - М., 2001 - аналог.

2. Сборочный чертеж обратного клапана АО “Алнас”. Альметьевск, РТ, 1979 - аналог.

3. Герметичный модернизированный клапан - КОГМ-73: Проспект завода “Борец”. - М., 2001 г- прототип.

Похожие патенты RU2237212C2

название год авторы номер документа
КЛАПАН УНИВЕРСАЛЬНЫЙ 2009
  • Чигряй Владимир Александрович
  • Большаков Владимир Алексеевич
RU2405998C1
КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО СКВАЖИННОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 2006
  • Ванюрихин Игорь Степанович
  • Закиев Эмиль Изилович
  • Козлов Михаил Тимофеевич
RU2310741C1
СКВАЖИННОЕ КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО 2016
  • Баранов Ярослав Викторович
RU2608108C1
ОБРАТНЫЙ КЛАПАН 2000
  • Козлов М.Т.
  • Жеребцов Е.П.
  • Загиров М.М.
  • Котин А.П.
  • Федотов Г.А.
  • Тухватуллин Р.Р.
RU2184297C2
ОБРАТНЫЙ КЛАПАН 2006
  • Становской Виктор Владимирович
  • Гюнтер Виктор Эдуардович
  • Казакявичюс Сергей Матвеевич
  • Ремнева Татьяна Андреевна
  • Иванов Александр Николаевич
  • Медведев Юрий Васильевич
  • Кадыров Ринат Шафигуллович
RU2324097C2
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОЙ УСТАНОВКИ И СПОСОБ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРА НА ПРИЕМЕ НАСОСА 2013
  • Валеев Мурад Давлетович
  • Булчаев Нурди Джамалайлович
  • Салимгареев Салават Мухаметзакиевич
  • Ведерников Владимир Яковлевич
  • Гаскаров Венер Занфирович
RU2544930C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕССОВКИ КОЛОННЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ 2005
  • Ибрагимов Наиль Габдулбариевич
  • Залятов Марс Шайхразыевич
  • Закиров Айрат Фикусович
  • Курмашов Адхам Ахметович
  • Хасанов Роберт Ринатович
  • Раянов Мударис Махурович
RU2310057C2
Устройство промывки скважины 2022
  • Гарифуллин Тимур Дилюсович
  • Ямалетдинов Рустам Вакилевич
RU2789494C1
СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА 2010
  • Уразаков Камил Рахматуллович
  • Масленников Евгений Петрович
  • Шайхулов Альберт Максутович
  • Романова Наталья Александровна
  • Буранчин Азамат Равилович
RU2418941C1
Скважинная штанговая насосная установка (варианты) 2019
  • Валитов Мухтар Зуфарович
RU2736101C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 237 212 C2

Реферат патента 2004 года ОБРАТНЫЙ КЛАПАН

Изобретение относится к области насосостроения, а именно к центробежным скважинным насосным установкам и предназначено для удержания объема жидкости, находящейся в полости насосно-компрессорных труб (НКТ) в период после остановки насоса. Обратный клапан включает корпус, седло с нагрузонесущим и уплотнительным участками, запорный орган, направляющий элемент, эластичную прокладку, стопорное и уплотнительное кольца. Контактирующие с запорным органом нагрузонесущий и уплотнительный участки седла и контактирующая с упомянутыми участками седла поверхность запорного органа выполнены по сфере. Уплотнительный участок седла представляет собой самоуплотняющуюся манжету. Верхняя часть манжеты заострена в сторону движения жидкости и изогнута в направлении центра клапана с соблюдением определенных соотношений. Эти соотношения приводятся. Изобретение направлено на обеспечение надежной герметизации обратного клапана в зоне “седло - запорный орган” после остановки насоса при перекачке жидкости, содержащей механические частицы, и на повышение эффективности работы насосной установки, использующей этот обратный клапан. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 237 212 C2

Обратный клапан, включающий корпус, седло с нагрузонесущим и уплотнительным участками, запорный орган, направляющий элемент, эластичную прокладку, стопорное и уплотнительное кольца, отличающийся тем, что нагрузонесущий и уплотнительный участки седла, контактирующие с запорным органом, и поверхность запорного органа, контактирующая с упомянутыми участками седла, выполнены по сфере, причем уплотнительный участок седла представляет собой самоуплотняющуюся манжету, верхняя часть которой заострена в сторону движения жидкости и изогнута в направлении центра клапана с соблюдением следующих условий:

где D - диаметр сферического участка седла, лежащий в плоскости вершины загнутой части самоуплотняющейся манжеты;

d - диаметр окружности, проходящий по вершине загнутой части самоуплотняющейся манжеты;

L - длина загнутой части самоуплотняющейся манжеты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2237212C2

Обратные клапаны
Способ подготовки рафинадного сахара к высушиванию 0
  • Названов М.К.
SU73A1
Проспект завода “Борец”
– М., 2001
КЛАПАН ОБРАТНЫЙ 2000
  • Базлов В.Н.
  • Кулаковский В.Н.
RU2177575C2
RU 2056005 C1, 10.03.1996
US 4474208 A, 02.10.1984
Устройство для вентиляции кабины с сиденьем транспортного средства 1987
  • Липатов Александр Анатольевич
  • Лазуткин Виктор Петрович
  • Константиновский Эрнст Абрамович
  • Кузнецов Владимир Владимирович
  • Харченко Александр Григорьевич
  • Хвощевский Игорь Яковлевич
  • Моченов Николай Васильевич
SU1541081A1
КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 2015
  • Кюммле Хорст
RU2653160C1

RU 2 237 212 C2

Авторы

Козлов М.Т.

Рослов В.А.

Шушков А.А.

Котин А.П.

Тухватуллин Р.Р.

Даты

2004-09-27Публикация

2002-09-23Подача